研究人员开发了CFRP复合材料的优化回收方法

近年来,循环经济受到越来越多的关注,对可回收材料制成的产品的需求增加,然而,许多材料只能回收这么多次,然后他们开始磨损。欧洲杯足球竞彩

这就是碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料的情况,这是一种不可生物降解的材料,到目前为止,还没有可行的回收方法。欧洲杯足球竞彩

CRFP复合材料出现在风力涡轮机、飞机部件、汽车和船舶等汽车产品以及笔记本电脑和手机等日常科技产品中。

它们通常被垃圾填埋场或焚化,对环境和公众健康构成严重威胁。

绝大多数现有的回收方法也会导致回收材料的机械和物理性能大幅降低,削弱其核心功能。

悉尼大学土木工程学院的研究人员开发了一种优化的方法,可以在回收CFRP复合材料的同时保持其原始强度的90%。

“在全球和澳大利亚,人们一直在朝着更好的回收工艺迈进,然而,人们通常认为一种材料可以无限次回收——事实并非如此。大多数回收过程会降低材料的机械或物理性能。”欧洲杯足球竞彩该研究的首席研究员Ali Hadigheh博士说。

到目前为止,一直无法持续回收碳纤维制品。考虑到大多数回收都需要粉碎、切割或研磨,纤维会被磨损,降低未来产品的生存能力,Hadigheh博士说。

“这对我们的环境构成了巨大的挑战和威胁,因为它导致了原始碳纤维的生产,这大大增加了温室气体的排放。

“为了解决这个问题,支持真正的循环经济,我们开发了一种高效、经济的方法来回收碳纤维,从平板电脑到宝马都有。”

“为了做到这一点,我们采用了两个阶段的优化过程。第一步叫做“热解”它会利用热量分解材料,但会显著地烧焦材料,使其无法与树脂基体形成良好的粘结。欧洲杯足球竞彩第二种方法,氧化法,使用高温去除焦炭。

“单单热解和氧化还不足以保存碳纤维,这些过程已经存在一段时间了。为了确保高质量的回收和经济效率,cfrp的热分解需要通过分析在复合材料中启动化学反应所需的能量来指导,并将碳纤维从周围的树脂基体中分离出来。

“我们的方法之所以如此成功,是因为我们添加了特定的参数,如温度、升温速率、气氛或氧化和加热的时间,这些参数都能保存碳纤维的功能。”

“我们启动该项目的目的是生产由可回收碳纤维复合材料制成的高级、低成本结构材料,用于航空航天、汽车、体育用品、可再生能源和建筑等行业。”欧洲杯足球竞彩

2010年,全球纤维增强聚合物(FRP)产量约为600万吨,预计未来十年将增长300%。根据这一预测,到2025年,玻璃钢的消费量将超过1800万吨,最终产品价值将达到800亿澳元。

2016年澳大利亚国家废物报告得出结论,复合材料的使用给未来的回收创造了挑战。欧洲杯足球竞彩简单地说,如果我们不开发出高效、经济的方法来回收碳纤维复合材料,我们就有可能严重破坏环境。”Hadigheh博士说。

美国、日本和中国在碳纤维制造方面领先世界。研究人员希望提高澳大利亚工业的产能,并与风力涡轮机和商用飞机制造商、体育用品制造商、建筑、汽车和造船工业合作。

来源:https://www.sydney.edu.au/

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